今天,正运动小助手给大家分享一下运动控制器之zmc408scan的硬件接口。
一zmc408scan硬件介绍
1.功能介绍
zmc408scan总线控制器支持ethercat总线连接,支持最多达8轴运动控制,支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等;采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。zmc408scan总线控制器支持脉冲轴/总线轴/振镜轴混合插补。
zmc408scan系列运动控制器支持以太网,rs232通讯接口和电脑相连,接收电脑的指令运行,可以通过can总线去连接各个扩展模块,从而扩展输入输出点数或运动轴。
zmc408scan系列运动控制卡的应用程序可以使用 vc,vb,vs,c++,c#等软件来开发,程序运行时需要动态库zmotion.dll。调试时可以把zdevelop软件同时连接到控制器,从而方便调试、方便观察。
2.硬件接口
本地脉冲轴说明
3.ipg激光器控制
ipg激光器使用模拟量控制能量,输出信号为24v高电压控制激光器输出,因此控制器本身带有一个特殊24v控制接口,内置模拟量控制激光器的动作,可通过接口直接与激光器相连接,控制对应动作。
408scan控制器ipg接口功能:
(1)可通过直接控制器发送激光,红光,使能等输出信号进行操作激光器让激光器进行对应响应。
(2)db口中带有16位模拟量输入输出,精准控制能量输出大小。
(3)可接收激光器信号,显示in作出对应响应。
4.fiber激光器控制过程
为了扩展控制其他类型激光器,408scan控制器本体上增设有一个扩展接口,目前可支持扩展fiber激光器类型,通过扩展接口进行连接扩展板,转换ttl信号后进行对应控制激光器的激光使能,红光开关以及8位数字量控制能量,使用指令配置exio接口,配置连接扩展板。
exio扩展接口介绍:exio同时映射到输入与输出。
指令原型:exio_dir(isel, dirbit)
isel: -0(指定激光器类型,目前只支持fiber激光器)
dirbit: 按位设置是否输出, 0- 输入, 1-输出。(自定义配置转接口对应的信号类型)。
exio接口经转换板转接之后,对应激光器引脚如表所示,表中红色字体为输入信号,其他为输出信号。因此,需要通过指令exio_dir进行配置对应位映射输入输出。
5.振镜控制过程
激光振镜是一种专门用于激光加工领域的特殊的运动器件,激光振镜头内包含的主要元件是激光发生器,两个电机和两个振镜片,它靠两个电机分别控制两个振镜片x和y反射激光,形成xy平面的运动,这两个电机使用控制器上的振镜轴接口控制。
激光振镜不同于一般的电机,激光振镜具有非常小的惯量,且在运动的过程中负载非常小,只需要带动反射镜片,系统的响应非常快。
zmc408scan支持xy2-100振镜协议,支持运动控制与振镜联合插补运动。同时支持xy2-100e振镜协议,支持瑞雷振镜闭环,振镜运动过程中会实施反馈mpos的振镜位置,可通过读取的位置进行对应处理实现闭环,并且会对应报警。
上位机通过网口与控制器相连,通过xy2-100振镜协议进行控制振镜轴的运动,通过总线协议或者脉冲模式控制伺服轴运动。
使用zmc408scan控制器的振镜轴接口连接激光振镜头,每个振镜轴接口内包含两路振镜通道信号,分别控制振镜片x、y的偏转,从而控制了激光打到工件的位置。
4.控制器pwm模拟量介绍
zmc408scan的激光电源接口内置输出口8,9控制激光器输出可配置pwm,pwm 输出受正常输出功能的控制,只有输出口状态on的时候pwm才能实际输出,这样可以用来控制激光能量。
zmc408scan控制器存在三路模拟量输入输出,可进行控制激光器能量输出,其中两路在控制器端口上,模拟量精度为12位。还有一路模拟量在激光电源接口上面,专门控制ipg的激光器能量,模拟量精度为16位。(zmc408scan内部da采用了内部电源)
5.控制器基本信息
轴0-3为普通脉冲轴,振镜0为轴4、轴5控制振镜xy,振镜1为轴6、轴7控制xy。
二c++进行振镜+运动控制开发
1.新建mfc项目并添加函数库
(1)在vs2015菜单“文件”→“新建”→ “项目”,启动创建项目向导。
(2)选择开发语言为“visual c++”和程序类型“mfc应用程序”。
(3)点击下一步即可。
(4)选择类型为“基于对话框”,下一步或者完成。
(5)找到厂家提供的光盘资料,路径如下(64位库为例)。
a.进入厂商提供的光盘资料找到“8.pc函数”文件夹,并点击进入。
b.选择“函数库2.1”文件夹。
c.选择“windows平台”文件夹。
d.根据需要选择对应的函数库这里选择64位库。
e.解压c++的压缩包,里面有c++对应的函数库。
f.函数库具体路径如下。
(6)将厂商提供的c++的库文件和相关头文件复制到新建的项目里面。
(7)在项目中添加静态库和相关头文件。
a.先右击项目文件,接着依次选择:“添加”→“现有项”。
b.在弹出的窗口中依次添加静态库和相关头文件。
(8)声明用到的头文件和定义控制器连接句柄。
至此项目新建完成,可进行mfc项目开发。
2.查看pc函数手册,熟悉相关函数接口
(1)pc函数手册也在光盘资料里面,具体路径如下:“光盘资料\8.pc函数\函数库2.1\zmotion函数库编程手册 v2.1.pdf”
(2)链接控制器,获取链接句柄。
zaux_openeth()接口说明:
(3)振镜运动接口。
为振镜运动单独封装了一个运动接口,使用movescanabs指令进行运动,采用force_speed参数设置运动过程中的速度,运动过程中基本不存在加减速过程,支持us级别的时间控制。
3.mfc开发控制器振镜运动例程
(1)例程界面如下。
(2)链接按钮的事件处理函数中调用链接控制器的接口函数zaux_openeth(),与控制器进行链接,链接成功后启动定时器1监控控制器状态。
//网口链接控制器
void csingle_move_dlg::onopen()
{
char buffer[256];
int32 iresult;
//如果已经链接,则先断开链接
if(null != g_handle)
{
zaux_close(g_handle);
g_handle = null;
}
//从ip下拉框中选择获取ip地址
getdlgitemtext(idc_iplist,buffer,255);
buffer[255] = '\0';
//开始链接控制器
iresult = zaux_openeth(buffer, &g_handle);
if(err_success != iresult)
{
g_handle = null;
messagebox(_t(链接失败));
setwindowtext(未链接);
return;
}
//链接成功开启定时器1
setwindowtext(已链接);
settimer( 1, 100, null );
}
(3)通过定时器监控控制器状态。
void csingle_move_dlg::ontimer(uint_ptr nidevent)
{
// todo: add your message handler code here and/or call default
if(null == g_handle)
{
messagebox(_t(链接断开));
return ;
}
if(1 == nidevent)
{
cstring string;
float position = 0;
zaux_direct_getdpos( g_handle,m_naxis,&position); //获取当前轴位置
string.format(振镜x轴当前位置:%.2f, position );
getdlgitem( idc_curpos )->setwindowtext( string );
float nowsp = 0;
zaux_direct_getvpspeed( g_handle,m_naxis,&nowsp); //获取当前轴速度
string.format(振镜x轴当前速度:%.2f, nowsp );
getdlgitem( idc_curspeed)->setwindowtext( string );
zaux_direct_getdpos(g_handle, m_naxis+1, &position); //获取当前轴位置
string.format(振镜y轴当前位置:%.2f, position);
getdlgitem(idc_curpos2)->setwindowtext(string);
zaux_direct_getvpspeed(g_handle, m_naxis+1, &nowsp); //获取当前轴速度
string.format(振镜y轴当前速度:%.2f, nowsp);
getdlgitem(idc_curspeed2)->setwindowtext(string);
int status = 0;
zaux_direct_getifidle(g_handle, m_naxis,&status); //判断当前轴状态
if (status == -1)
{
getdlgitem( idc_curstate )->setwindowtext( 当前状态:停 止 );
}
else
{
getdlgitem( idc_curstate )->setwindowtext( 当前状态:运动中 );
}
}
cdialog::ontimer(nidevent);
}
(4)通过启动按钮的事件处理函数获取编辑框的移动轨迹,并设置振镜轴参数操作振镜轴运动。
void csingle_move_dlg::onstart() //启动运动
{
if(null == g_handle)
{
messagebox(_t(链接断开状态));
return ;
}
updatedata(true);//刷新参数
int status = 0;
zaux_direct_getifidle(g_handle, m_naxis,&status); //判断当前轴状态
if (status == 0) //已经在运动中
{
return;
}
//设定轴类型 1-脉冲轴类型
for (int i = 4; i getwindowtext(str);
float dbx = atof(str);
getdlgitem(idc_edit_posy1)->getwindowtext(str);
float dby = atof(str);
float dposlist[2] = { dbx ,dby};
zaux_movescanabs(2, axislist, dposlist);
getdlgitem(idc_edit_posx2)->getwindowtext(str);
dbx = atof(str);
getdlgitem(idc_edit_posy2)->getwindowtext(str);
dby = atof(str);
dposlist[0] = dbx;
dposlist[1] = dby;
zaux_movescanabs(2, axislist, dposlist);
getdlgitem(idc_edit_posx3)->getwindowtext(str);
dbx = atof(str);
getdlgitem(idc_edit_posy3)->getwindowtext(str);
dby = atof(str);
dposlist[0] = dbx;
dposlist[1] = dby;
zaux_movescanabs(2, axislist, dposlist);
getdlgitem(idc_edit_posx4)->getwindowtext(str);
dbx = atof(str);
getdlgitem(idc_edit_posy4)->getwindowtext(str);
dby = atof(str);
dposlist[0] = dbx;
dposlist[1] = dby;
zaux_movescanabs(2, axislist, dposlist);
getdlgitem(idc_edit_posx5)->getwindowtext(str);
dbx = atof(str);
getdlgitem(idc_edit_posy5)->getwindowtext(str);
dby = atof(str);
dposlist[0] = dbx;
dposlist[1] = dby;
zaux_movescanabs(2, axislist, dposlist);
updatedata(false);
}
(5)通过断开按钮的事件处理函数来断开与控制卡的连接。
void csingle_move_dlg::onclose() //断开链接
{
// todo: add your control notification handler code here
if(null != g_handle)
{
killtimer(1); //关定时器
killtimer(2);
zaux_close(g_handle);
g_handle = null;
setwindowtext(未链接);
}
}
(6)通过坐标清零按钮的事件处理函数移动振镜轴到中心零点位置,不直接使用dpos=0,修改振镜轴坐标回零
void csingle_move_dlg::onzero() //清零坐标
{
if(null == g_handle)
{
messagebox(_t(链接断开状态));
return ;
}
// todo: add your control notification handler code here
int axislist[2] = { 4,5 };
float dposlist[2] = { 0 };
zaux_direct_moveabs(g_handle,2,axislist,dposlist); //设置运动回零点
}
三调试与监控
编译运行例程,同时通过zdevelop软件连接控制器对控制器状态进行监控。
1.zdevelop软件连接控制器监控控制器的状态,查看振镜轴对应参数,并可搭配示波器检测振镜轨迹。
设置振镜轴运动,首先需要将轴类型配置成21振镜轴类型,并对应配置振镜轴的速度加减速等参数才可操作振镜进行运动。
2.通过zdevelop软件的示波器监控振镜运动运行轨迹。
本次,正运动技术开放式激光振镜+运动控制器(五):zmc408scan控制器硬件介绍,就分享到这里。
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